專利名稱：一種硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸鉀的制取方法，特別是硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利CN-1131639A公開了一種硫酸鹽型鹵水制取硫酸鉀的方法。其技術(shù)內(nèi)容如下(1)工藝流程為鹽田曬制鉀鎂混鹽、分解轉(zhuǎn)化一、過濾、分解轉(zhuǎn)化二、過濾洗滌、干燥包裝、產(chǎn)品；(2)工藝條件為鹽田曬制鉀鎂混鹽分為鈉池、兌鹵池和鉀鎂混鹽池等三個(gè)曬制步驟，兌鹵池的兌鹵比=1∶0.1~0.8，分解轉(zhuǎn)化一的轉(zhuǎn)化溫度為10~25℃，分解轉(zhuǎn)化二的轉(zhuǎn)化溫度為45~60℃。該方法的技術(shù)關(guān)鍵在于脫鈉工藝是在鹽田部分實(shí)現(xiàn)的。在鹵水灘曬制鉀鎂混鹽固體過程中，鹵水首先在鈉鹽池脫除大部分氯化鈉，然后利用氯化鎂對(duì)氯化鈉有顯著鹽析作用這一特性，在鹽田的兌鹵池中兌入高濃度的氯化鎂溶液，再經(jīng)自然蒸發(fā)即可獲得低鈉高品位的鉀鎂混鹽固體。這種低鈉高品位的鉀鎂混鹽可直接轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)軟鉀鎂礬，然后再轉(zhuǎn)化生產(chǎn)硫酸鉀。該方法的不足之處是鹽田所獲鉀鎂混鹽的質(zhì)量受自然氣候因素影響大，溫度、風(fēng)沙等對(duì)鉀離子的回收率以及產(chǎn)品硫酸鉀中不溶物含量指標(biāo)、產(chǎn)品的色度等都有較大影響。此外，該方法對(duì)鹽田工藝控制條件要求比較嚴(yán)格，由于鹽田生產(chǎn)周期長(zhǎng)，在生產(chǎn)中，一旦某一環(huán)節(jié)的條件沒有保證，則整個(gè)生產(chǎn)周期中，后續(xù)過程都將受其影響，甚至影響到鹽田的最終產(chǎn)品一鉀鎂混鹽的質(zhì)量是否能達(dá)到直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化的要求。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種采用正浮選工藝脫除氯化鈉及多余的硫酸鹽雜質(zhì)的硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來達(dá)到的，本發(fā)明是一種硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是該方法包括以下步驟(a)將硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水經(jīng)灘曬，分離先析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽固體；(b)將含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽粉碎至粒徑小于20毫米，加入由6.5-9.5份鉀離子(K+)、0.6-2.5份鈉離子(Na+)、1.0-3.0份鎂離子(Mg2+)、13.5-17.5份氯離子(CL-)、3.5-5.8份硫酸根(SO42-)、71.2-74.1份水構(gòu)成的轉(zhuǎn)化液混合，再磨細(xì)，使粒徑為0.15毫米的顆粒超過70％，在10-60℃的溫度下進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.5-3小時(shí)，得到含軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)、氯化鉀(KCl)、氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的一段轉(zhuǎn)化完成料液；(c)用浮選軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)的浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝進(jìn)行浮選，排出含氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液，再將得到的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)脫水，制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)固體；(d)將制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)固體與純度不低于85％的氯化鉀及水，按1∶0-0.8∶0.45-2.0的有效成份重量比在反應(yīng)器中混合，在10-70℃的溫度下進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.25-3小時(shí)，再分離二段轉(zhuǎn)化母液，得到析出的硫酸鉀固體。
其中，上述(a)步驟中的鉀鎂混鹽的主要成分包括硫酸鉀K2SO4、硫酸鎂MgSO4、氯化鉀KCl、氯化鈉NaCl、氯化鎂MgCl2的組合共結(jié)晶體和混合體。上述(b)步驟中，一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)的原理是根據(jù)其在五元交互體系相圖的相區(qū)，加轉(zhuǎn)化液調(diào)漿是為了使其相點(diǎn)轉(zhuǎn)移至在該溫度下軟鉀鎂礬的結(jié)晶相區(qū)，使含鉀礦物全部轉(zhuǎn)化為軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O和氯化鉀KCl，析出軟鉀鎂礬固體或軟鉀鎂礬和氯化鉀的混合固體。而上述(d)步驟中，二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)即軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)制硫酸鉀的原理是根據(jù)其在四元交互體系相圖的相區(qū)，加氯化鉀(KCl)和水，按比例混合，是為了使其相點(diǎn)轉(zhuǎn)移至在該溫度下硫酸鉀的結(jié)晶相區(qū)，直接析出硫酸鉀固體。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是將二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中分離的二段轉(zhuǎn)化母液返回一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中作轉(zhuǎn)化液使用。這是因?yàn)槎无D(zhuǎn)化反應(yīng)中分離的二段轉(zhuǎn)化母液為低鎂高鉀的飽和溶液，其成分與一段轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液成份相同，使其循環(huán)使用既節(jié)約成本，也可進(jìn)一步提高產(chǎn)品收率。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是用硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水灘曬制粗鉀鎂混鹽固體的過程中，將硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水經(jīng)灘曬至鉀離子達(dá)飽和時(shí)，再分離析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽固體。使得鹵水在灘曬過程中，鉀離子、硫酸根離子盡量少損失，又盡量多地脫去氯化鈉的最佳時(shí)機(jī)。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是在一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，反應(yīng)溫度為20-45℃的溫度，反應(yīng)時(shí)間為0.6-1小時(shí)。這是本反應(yīng)過程的最佳反應(yīng)溫度和最佳反應(yīng)時(shí)間。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是將浮選工藝排出的浮選母液置于鹽田灘曬，曬制鉀鎂混鹽。繼續(xù)參與反應(yīng)，可提高鉀離子的回收率。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方案來進(jìn)一步達(dá)到。前述的制取硫酸鉀的方法，其特點(diǎn)是用浮選軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)的浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝浮選之后，在排出含氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液之前，再加入浮選氯化鉀(KCl)的浮選藥劑浮選一遍，將得到的少量的氯化鉀(KCl)脫水，將其置于下步工序使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其加工廠的工藝對(duì)鹽田礦，即鹽田曬制的鉀鎂混鹽的適應(yīng)能力明顯提高；由于采用的正浮選工藝不僅能脫鈉，同時(shí)還有脫除沙石等不溶物的作用，因此，對(duì)產(chǎn)品硫酸鉀的純度和色度都有保證。此外，由于正浮選工藝是在常溫下進(jìn)行操作的，因此與高溫脫鈉工藝相比可以節(jié)省大量能源；同時(shí)常溫操作也避開了冷卻工藝過程中的設(shè)備結(jié)鹽、管道堵塞等工程問題，更宜于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明充分利用了鹵水中的鉀離子和有用的硫酸根離子，降低了生產(chǎn)成本。
附圖
為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
實(shí)施例一。下面的實(shí)施例進(jìn)一步描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例中，硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水選用東臺(tái)吉乃爾鹽湖鹵水，將其灘曬至鉀離子達(dá)飽和時(shí)，分離先析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉10％的粗鉀鎂混鹽固體，將粗鉀鎂混鹽粉碎至粒徑小于20毫米，加入由6.5份鉀離子K+、0.6份鈉離子Na+、1.0份鎂離子Mg2+、13.5份氯離子CL-、3.5份硫酸根SO42-、71.2份水構(gòu)成的轉(zhuǎn)化液混合，再磨細(xì)，使粒徑為0.15毫米的顆粒超過70％，在60℃的溫度下進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.5小時(shí)，得到含軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O、氯化鉀KCl、氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的一段轉(zhuǎn)化完成料液；用烴基硫酸鹽捕收劑為浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝進(jìn)行浮選，排出含氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液，再將得到的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O脫水，制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O固體；將制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O固體與純度為90％的氯化鉀及水，按1∶0.8∶2.0的有效成份重量比在反應(yīng)器中混合，在70℃的溫度下進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.25小時(shí)，再分離二段轉(zhuǎn)化母液，得到析出的硫酸鉀固體。產(chǎn)品純度達(dá)98％，整個(gè)工藝過程中鉀離子回收率為40.37％。
實(shí)施例二。下面的實(shí)施例繼續(xù)描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例中，硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水選用東臺(tái)吉乃爾鹽湖鹵水，將其灘曬，分離先析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉25％的粗鉀鎂混鹽固體，將粗鉀鎂混鹽粉碎至粒徑小于20毫米，加入由7.6份鉀離子K+、1.3份鈉離子Na+、2.1份鎂離子Mg2+、16.5份氯離子CL-、4.5份硫酸根SO42-、72.6份水構(gòu)成的轉(zhuǎn)化液混合，再磨細(xì)，使粒徑為0.15毫米的顆粒超過80％，在25℃的溫度下進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.7小時(shí)，得到含軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O、氯化鉀KCl、氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的一段轉(zhuǎn)化完成料液；分別用脂肪酸和脂肪胺捕收劑為浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝進(jìn)行浮選，排出含氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液，再將得到的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O和氯化鉀KCl脫水混合，制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O和氯化鉀的混合固體；將其制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O固體與純度為85％的氯化鉀及水，按1∶0.52∶1.31的有效成份重量比在反應(yīng)器中混合，在55℃的溫度下進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)1小時(shí)，再分離二段轉(zhuǎn)化母液，得到析出的硫酸鉀固體。將二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中分離的二段轉(zhuǎn)化母液返回一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中作轉(zhuǎn)化液使用。其產(chǎn)品純度達(dá)98％，整個(gè)工藝過程中鉀離子回收率為55％。
實(shí)施例三。下面的實(shí)施例繼續(xù)描述了本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。本實(shí)施例中，硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水選用東臺(tái)吉乃爾鹽湖鹵水，將其灘曬，分離先析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉45％的粗鉀鎂混鹽固體，將粗鉀鎂混鹽粉碎至粒徑小于20毫米，加入由9.5份鉀離子K+、2.5份鈉離子Na+、3.0份鎂離子Mg2+、17.5份氯離子CL-、5.8份硫酸根SO42-、74.1份水構(gòu)成的轉(zhuǎn)化液混合，再磨細(xì)，使粒徑為0.15毫米的顆粒超過75％，在10℃的溫度下進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)3小時(shí)，得到含軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O、氯化鉀KCl、氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的一段轉(zhuǎn)化完成料液；分別用烴基磺酸鹽和脂肪胺捕收劑為浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝進(jìn)行浮選，排出含氯化鈉NaCl及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液置于鹽田灘曬，曬制鉀鎂混鹽，再將得到的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O和氯化鉀KCl脫水混合，制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O和氯化鉀的混合固體；將其制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬K2SO4·MgSO4·6H2O固體與純度為90％的氯化鉀及水，按1∶0.18∶0.45的有效成份重量比在反應(yīng)器中混合，在10℃的溫度下進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)3小時(shí)，再分離二段轉(zhuǎn)化母液，得到析出的硫酸鉀固體。將二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中分離的二段轉(zhuǎn)化母液返回一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中作轉(zhuǎn)化液使用。其產(chǎn)品純度達(dá)98％，整個(gè)工藝過程中鉀離子回收率為70％。
權(quán)利要求
1.一種硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)將硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水經(jīng)灘曬，分離先析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽固體；(b)將含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽粉碎至粒徑小于20毫米，加入由6.5-9.5份鉀離子(K+)、0.6-2.5份鈉離子(Na+)、1.0-3.0份鎂離子(Mg2+)、13.5-17.5份氯離子(CL-)、3.5-5.8份硫酸根(SO42-)、71.2-74.1份水構(gòu)成的轉(zhuǎn)化液混合，再磨細(xì)，使粒徑為0.15毫米的顆粒超過70％，在10-60℃的溫度下進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.5-3小時(shí)，得到含軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)、氯化鉀(KCl)、氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的一段轉(zhuǎn)化完成料液；(c)用浮選軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)的浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝進(jìn)行浮選，排出含氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液，再將得到的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)脫水，制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)固體；(d)將制得氯化鈉含量小于9％的軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)固體與純度不低于85％的氯化鉀及水，按1∶0-0.8∶0.45-2.0的有效成份重量比在反應(yīng)器中混合，在10-70℃的溫度下進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)0.25-3小時(shí)，再分離二段轉(zhuǎn)化母液，得到析出的硫酸鉀固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制取硫酸鉀的方法，其特征在于將二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中分離的二段轉(zhuǎn)化母液返回一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)中作轉(zhuǎn)化液使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制取硫酸鉀的方法，其特征在于用硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水灘曬制粗鉀鎂混鹽固體的過程中，將硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水經(jīng)灘曬至鉀離子達(dá)飽和時(shí)，再分離析出的氯化鈉固體，經(jīng)繼續(xù)灘曬制得含氯化鈉(NaCl)10-45％的粗鉀鎂混鹽固體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制取硫酸鉀的方法，其特征在于在一段轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，反應(yīng)溫度為20-45℃的溫度，反應(yīng)時(shí)間為0.6-1小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制取硫酸鉀的方法，其特征在于將浮選工藝排出的浮選母液置于鹽田灘曬，曬制鉀鎂混鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制取硫酸鉀的方法，其特征在于用浮選軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4·6H2O)的浮選藥劑對(duì)一段轉(zhuǎn)化完成料液采用浮選工藝浮選之后，在排出含氯化鈉(NaCl)及硫酸鹽雜質(zhì)的浮選母液之前，再加入浮選氯化鉀(KCl)的浮選藥劑浮選一遍，將得到的少量的氯化鉀(KCl)脫水，將其置于下步工序使用。
全文摘要
一種硫酸鹽型含鉀鹽湖鹵水制取硫酸鉀的方法,將鹵水曬制得粗鉀鎂混鹽固體;將其粉碎,加入轉(zhuǎn)化液,磨細(xì)進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化反應(yīng),得到一段轉(zhuǎn)化完成料液;用浮選軟鉀鎂礬的浮選藥劑對(duì)料液進(jìn)行浮選,再將得到的軟鉀鎂礬脫水成固體,與氯化鉀及水在反應(yīng)器中進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化反應(yīng),得到硫酸鉀固體。本工藝除脫鈉還脫沙石等不溶物,產(chǎn)品的純度和色度好。常溫節(jié)省能源;也避開了冷卻過程中的設(shè)備結(jié)鹽、管道堵塞等問題。
文檔編號(hào)C01D5/12GK1318515SQ0111364
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月24日
發(fā)明者宋文義, 劉毓, 趙士驤, 戴芳發(fā) 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部連云港設(shè)計(jì)研究院